一个程序在运行的过程中，离不开对象的创建，那么对象究竟是怎么创建的呢？OC 作为一门高级语言，对象在底层又是怎么实现的，对象的本质又是什么呢？带着这些疑问，开启我们的探索旅程。

在开启我们的探索之旅之前，我们需要做一些准备工作。首先我们需要下载 objc 的源码，配置到工程中，以便于我们跟踪对象创建的过程。

对象的创建

创建对象的两种方法：

在 OC 中，我们一般有两种方法创建对象：

• [[cls alloc] init]
• new

通过 [[cls alloc] init] 创建对象

我们首先来看 [[cls alloc] init] 是怎么创建对象的：

+ (id)alloc {
    return _objc_rootAlloc(self);
}

// Base class implementation of +alloc. cls is not nil.
// Calls [cls allocWithZone:nil].
id
_objc_rootAlloc(Class cls)
{
    return callAlloc(cls, false/*checkNil*/, true/*allocWithZone*/);
}

// Replaced by CF (throws an NSException)
+ (id)init {
    return (id)self;
}

- (id)init {
    return _objc_rootInit(self);
}

id
_objc_rootInit(id obj)
{
    // In practice, it will be hard to rely on this function.
    // Many classes do not properly chain -init calls.
    return obj;
}

从这几个方法中，可以看出：

• 对象创建在 alloc 方法中

• init 中只是简单的返回了已创建好的对象

  那么 init 方法存在的理由是什么呢？

  这个方法就是 工厂模式 的应用了。

  • alloc 方法一般都是系统准备好的用来创建对象的，作为用户（也就是各位程序员小哥哥小姐姐了）是接触不到的。

  • 但是作为用户，我们有时又必须在对象创建的时候做一些事情（如成员变量的初始化、赋值等），这个时候 init 方法就派上用场了。这个时候是不是对我们平时写的 init 方法有了更深的认识。

通过 new 创建对象

对象可以通过 new 方法来创建：

+ (id)new {
    return [callAlloc(self, false/*checkNil*/) init];
}

看到源码，是不是发现了什么：new = alloc + init

new 方法本质上是 alloc 和 init 的结合体。

创建对象

归根结底，对象创建都是通过alloc方法来实现的，那么就以此为起点，跟踪对象创建的过成。

SMPerson *person = [SMPerson alloc];

我们在这行添加一个端点，然后进行 step into:

step-into.png

然后来到

id objc_alloc(Class cls)
{
    return callAlloc(cls, true/*checkNil*/, false/*allocWithZone*/);
}

我们一步步跟踪，最后来到：

id _class_createInstanceFromZone(Class cls, size_t extraBytes, void *zone, 
                              bool cxxConstruct = true, 
                              size_t *outAllocatedSize = nil)
{
    if (!cls) return nil;

    assert(cls->isRealized());

    // Read class's info bits all at once for performance
    bool hasCxxCtor = cls->hasCxxCtor();
    bool hasCxxDtor = cls->hasCxxDtor();
    bool fast = cls->canAllocNonpointer();

    size_t size = cls->instanceSize(extraBytes);
    if (outAllocatedSize) *outAllocatedSize = size;

    id obj;
    if (!zone  &&  fast) {
        obj = (id)calloc(1, size);
        if (!obj) return nil;
        obj->initInstanceIsa(cls, hasCxxDtor);
    } 
    else {
        if (zone) {
            obj = (id)malloc_zone_calloc ((malloc_zone_t *)zone, 1, size);
        } else {
            obj = (id)calloc(1, size);
        }
        if (!obj) return nil;

        // Use raw pointer isa on the assumption that they might be 
        // doing something weird with the zone or RR.
        obj->initIsa(cls);
    }

    if (cxxConstruct && hasCxxCtor) {
        obj = _objc_constructOrFree(obj, cls);
    }

    return obj;
}

根据整个流程，我们可以画出对象创建的流程图：

<div style="text-align: center;"><img src="https://i.loli.net/2019/12/28/BEACOhb6Umjekui.png" width="50%"></div>

从流程图结合代码调试，对象创建的实质其实就是：

• 计算对象实例所占空间的大小
• 开辟内存空间
• 关联 isa

调试技巧

补充一些调试的小技巧 😉

方法跳转到声明

当我们调试到某个方法，cmd + space 即 jump to definition 时，只能看到方法声明而没有实现时：

• 通过 step into

• 借助控制台输出真正的方法实现

  debug-skill.png

当某个方法里代码很长时

我们可以将一些分支代码折叠：

Xcode->Perferences->Text Editing -> 勾选 Coding folding ribbon

然后在需要地方：

• 折叠 option + cmd + ⬅️
• 展开 option + cmd + ➡️

常用数据类型占用内存

OS X以及iOS中与硬件环境相关的预定义宏

__LP64__: 表示指针长度为64位，即地址长度以64位长度来表示。

lldb 命令